[發明專利]漂浮式光生物反應器系統

有效

• 申請號: 202110283009.8
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113174311B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 遲占有;張永成
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/38;C12M1/36;C12M1/34;C12M1/12;C12M1/04;C12M1/02;C12R1/89
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 周媛媛;李馨

本發明公開一種漂浮式光生物反應器系統，屬于微生物養殖領域。該系統包括培養基配制模塊、微藻培養模塊、藻液采集模塊、溫度檢測控制模塊、溶氧檢測控制模塊、數據處理控制模塊、太陽能供電模塊和前端應用軟件。培養流程為：培養基配制模塊配制完培養基，在微藻培養模塊進行微藻培養，藻液采集模塊、溫度檢測控制模塊、溶氧檢測控制模塊、太陽能供電模塊、數據處理控制模塊和前端應用軟件協同工作，共同完成微藻培養。在養殖過程中可遠程獲取微藻生長參數和工作單元的工作狀態，可遠程對控制工作單元進行控制。通過這種養殖模式，提高了養殖的自動化程度，實現獨立能源供給和遠程養殖，是一種極具潛力的微藻培養模式。

技術領域

本發明屬于微生物養殖技術領域，具體涉及一種漂浮式光生物反應器系統。

背景技術

漂浮式微藻培養系統是目前新興的一種培養模式，該培養模式與傳統培養模式不同的是：首先該類型的光生物反應器大多采用塑料薄膜制造可以直接漂浮在水面之上，而且該類型的反應器的造價一般較傳統反應器較低，且該類型的反應器可以直接利用海上的波浪能進行混合驅動，節省了培養過程之中的能源消耗，不占用陸地資源，是一種極具潛力的新型培養模式。其中漂浮式光生物反應器已經在實際的生產之中得到廣泛的應用。

但是漂浮式培養系統在培養過程之中，往往需要操作者在水面與陸地之間多次往返進行加水、補料等其他操作，養殖過程之中過度依靠人工的參與，不僅增加了養殖成本，同時降低了養殖的效率，在養殖過程之中，為了獲取光生物反應器內微藻的生長參數需要頻繁對光生物反應器內的藻液進行采樣，增加污染幾率的同時又使培養過程更加繁瑣增加了養殖過程之中的時間成本和經濟成本。

現在急需開發一種可以在海上獨立運行的養殖控制系統，該系統可以實現自動檢測漂浮式光生物反應器內部微藻的生長指標，提供養殖過程之中所需的耗能，及時掌握光生物反應器內部的微藻生長參數，并且用戶也可以遠程實現對養殖系統的控制。

控制系統在海上實現獨立運行，必須具備以下功能：第一，實現獨立的能源供給，即不再依靠陸地提供的電能，這就需要自動控制系統可以利用風能或者太陽能等自然能源，第二，為了更好實現微藻的培養需要獲取對微藻生長有重要影響的參數指標，溫度對微藻生長有著至關重要的影響，不同微藻對溫度的要求有著很大的不同，所以可以根據培養微藻的不同將漂浮式光生物反應器中的溫度值固定在不同的溫度范圍，溶氧值同樣對微藻生長起到至關重要的影響，微藻進行光合作用產生氧氣，但是當氧氣積累到一定程度會對微藻的光合作用產生抑制效果，該系統應當具備一定的溶氧值調節能力，第三，為了判斷微藻是否達到采收標準需要一種可以準確快速獲取微藻細胞密度的方法，第四，為了更方便的實現微藻的養殖，自動養殖系統需具備無線傳輸功能，即用戶可以遠程實現對自動控制系統的控制具體包括遠程獲取微藻生長參數，實現對控制系統中工作單元的狀態控制。

發明內容

鑒于此，本發明的目的是提供一種漂浮式光生物反應器系統。該系統可實現微藻的自動化生產，遠程獲取漂浮式培養系統中微藻的生長參數以及遠程實現對控制系統中工作單元的控制。

為實現上述目的，現提供如下技術方案：

一種漂浮式光生物反應器系統，主要包括培養基配制模塊、微藻培養模塊、藻液采集模塊、溫度檢測控制模塊、溶氧檢測控制模塊、數據處理控制模塊、太陽能供電模塊和前端應用軟件。

進一步的，培養基配制模塊可以原位獲取水并對水進行滅菌處理，同時將處理后的水抽取到漂浮式光生物反應器之中，再向漂浮式光生物反應器加入營養鹽母液，培養基配制模塊包括水處理倉、紫外滅菌燈、水泵1、水泵2、液位傳感器1、液位傳感器2，營養鹽儲存倉和水泵3，液位傳感器1控制水泵1，液位傳感器2控制水泵2，液位傳感器1和液位傳感器2分別位于水處理倉的頂部和底部，分別用于指示水處理倉處于滿倉和空倉的狀態，進而控制水泵1、2的工作狀態，水泵3用于將營養鹽儲存倉中的營養鹽加入到漂浮式光生物反應器之中。